Studiul preselor hidraulice actionate cu mai multe pompe

1.Principiul preselor hidraulice

Presele hidraulice sunt masini prelucratoare , in care energia hidraulica (lichid sub presiune) produsa prin transformarea energiei mecanice in sistemul generator se transforma in energie de miscare a organului de lucru al receptorului (cilindru hidraulic).

Presele hidraulice sunt masini larg raspindite in sctiile de forjare , fiind utilizate pentru forjare libera dar si pentru matritare , indreptare , indoire , perforare , etc.

Se construiesc curent prese hidraulice cu forta nominala cuprinsa intre 500 si 15000 kN. Evident ca numarul preselor cu forta nominala peste 1000 kN este mic , dar in unele cazuri se folosesc prese hidraulice cu forte de presare de 75000 kN si mai mari cu comenzi realizate prin servocomanda sau chiar automatizate.

Presa propriu-zisa , reprezinta in majoritatea cazurilor numai o parte (cea principala) a unei instalati; are urmatoarele parti principale: cilindrii de lucru , traversa inferioara , traversa mobila , coloane (sau cadrul) , cilindrii de ridicare (revenire).

Principiul de functionare al preselor hidraulice este bazat pe legea lui Pascal si consta in generarea unor forte mari cu ajutorul presiunilor ridicate ale medilor lichide de actionare.

Caracteristicile principale a preselor hidraulice

Caracteristicile principale a preselor hidraulice sunt:

a:-caracteristici constructive:- aria pistonului (plunjer) , lungimea cilindrului;

b:-caracteristici functionale:- forta generata , viteza de actionare si cursa pistonului;

Caracteristicile constructive sunt stabilite la proiectarea motoarelor hidraulice a presei , in functie de caracteristicile functionale , care la randul lor sunt influentate de presiunea si debitul lichidului din sistemul de actionare a presei.

Forta activa:-dezvoltata de cilindrul de lucru:

F_a=A_a P₂    [N]

A_a:-aria pistonului de

lucru;

P₂:-presiunea mediului hidraulic;

 

Z1

-Aria pistonului este o marime constanta stabilita constructiv:

A_a=pd²/4 [m²]

-Presiunea in cilindrul de lucru se stabileste aplicand ecuatia lui Bernoulli:

v²/2g+p_p/rg+z₁=v₂²/2g+p₂/rg+z₂+h_1,2

-se expliciteaza presiunea p₂:

p₂=p₁+rg(z₁+z₂)+ r/2(v₁²+v₂²)-rgh_1,2.

-Presiunea statica si presiunea dinamica sunt neglijabile:

rg(z₁-z₂)

r/2(v₁²-v₂²)

-Rezulta forta p₂:

P₂=p₁-rgh_1,2

h_1,2-perderile de presiune;

-Forta activa devine:

F_a=pd²/(p₁-rgh_1,2);

-Viteza activa: -se calculeaza cu ajutorul relatiei continuitatii:

A₁v₁=A₂v₂=Q

v₂ =v₁A₁/A₂=Q/A₂

v_max =Q_g/A₂

Q_g-debitul generatorului

-Viteza de revenire:-se calculeaza in functie de aria pistoanelor , cilindrilor de revenire si de debitul de fluid existent in acest circuit.

3.Clasificarea preselor hidraulice

a-dupa modul de actionare:-actionare prin pompa (generator de curent);

-actionare prin acumulator (sursa de presiune);

b-dupa numarul generatoarelor si numarul rceptoarelor:

-monogemerator-monoreceptor;

-monogemerator-multireceptor;

-multigenerator-monoreceptor;

-multigenerator-multireceptor;

c-dupa natura mediului hidraulic:-cu apa (hidraulic) ;

-cu ulei (oleo-hiodraulice) ;

Avantajele acestor masini in comparatie cuciocanele sunt:

-dezvolta forte mari de presare si fac deformarea materialului in profunzime ;

-fortele dezvoltate nu sunt in functie de inaltimea piesei de forjat ;

-nu au pierderi de energie mari in batiu sau fundatie , permit importante inmagazinari de energie.

Principalul dezavantaj al acestor masini consta in viteza relativ mica de deplasare a traversei mobile , deci numarul mic de curse duble pe minut. Un alt dezavantaj este si faptul ca cu presiuni de lucru mari (300 kgf/cm²) la prese curente chiar si 1000 kgf/cm² , ceea ce duce la unele inconveniente privind protectia munci.

Schema de actionare si comanda a unei prese oleo-hidraulice monocilindru actionata prin mai multe pompe

Schema de principiu a acestei prese , se pot retine unele particularitati constructive functionale.Presa este prevazuta cu un singur cilindru , cu dubla actiune.Actionarea organului de lucru al presei , cu forama unui cadru mobil , se produce direct prin cilindru , fixatpe cadru pe cand pistonul este fixat pe traversa fixa.Alimentarea camerelor A si B ale cilindrului are loc prin canalele interioare din piston.Pompele sunt de tipul cu pistoane radiale autoreglabile cu putere constanta. Prin deconectarea unui anumit numar de pompe, cu ajutorul unor distribuitoare de conectare comandate electric-DH_x-se poate regla viteza de lucru a presei.Sistemul de comanda electro-hidraulic , cu servocomanda distribuitorului principal DH₁ , cuprinde distribuitoare de tip sertar.Distribuitorul DH₂are rol de sertar selectiv , cu ajutorul careia se pot selecta semnalele de servocomanda de la distribuitorul DH₃ , pentru comanda manuala , sau de la distribuitorul DH₄pentru comanda automata.Comanda automata se efectueaza in functie de cursa organului de lucru , prin care remaliera K₁ si un pinion , care transmite miscareaprin reductorul planetar speciel , Red.camei de comanda K₂.Rolul supapei de umplere este indeplinit de o supapa de umplere dublu sens selectoare.Pentru crearea presiuni joase din rezervorulde umplere Rz₂ se utilizeazaazot imbuteliat.

Functionarea presei are loc dupa formulele functionale urmatoare:

Faza de asteptare:

Mn Mx el/DH₂ el/DH₃

X:Rz₁→Px cPx 1/DH₃ cx₂ 1/DH₂ cx₁ DH₁Þ1/DH₁

0/DH₄ cx₃→|1/DH₁

B cB 1/DH₁ Ssu1

Ssu2

Rz₂ cU SdsU cA A

Rz₁ P₁ cP₁ 0/DH_x1 Rz₁

P₂ cP₂ 0/DH_x2 Rz₁

Cursa activa in gol:

e2/DH₃ e1/DH₂ Mn Mx

X:Rz₁→Px cPx 2/DH₃ cy2 1/DH₂ cy1 DH₁Þ2/DH₁ B cB 2/DH₁

c0

Rz₂ cU Sdsu cA AÞv_a1

Rz₁ P₁ cP₁ 0/DH_x1 Rz₁

P₂ cP₂ 0/DH_x2 Rz₁

Cursa de lucru

e/DH_x1+ e2/DH_x2+ e2/DH₃ e1/DH₂ ; 2/DH₂ ; Mn

Mx;

Rz₁ P₁ cP₁ Ssu1 cP 2/DH₁ cA Sdsu cA AÞv_a2

P₂ cP₂ Ssu2

B cB 2/DH₁ c0

Cursa de revenire:

el/DH₃ e/DH_x1 e/DH_x2 e1/DH₂ Mn Mx

X: Rz₁→Px cPx 1/DH₃ cx2 1/DH₂ cx1 DH₁Þ1/DH₁

Rz₁ P₁ cP₁ Ssu1 cP 1/DH₁ cB→BÞv_b1

P₂ cP₂ Ssu2

A cA Sdsu cU Rz₂ c01 Ss1 Rz₁

Cicluri automate de curse reduse:

e2/DH₂ ek k2 0/DH₄ 1/DH₄ e/DH_x1+ Mn

Mx;

X : Rz₁ cPx 0/DH₄ cx3 /DH₂ cx1 DH₁Þ1/DH₁

1/DH₄ cy3 /DH₂ cy1 DH₁Þ2/DH₂

In regimul de functionare cu curse automate reduse , lungimea cursei este determinata de debitul de ulei (numar de pompe in functiune) dirijat spre cilindru ; prin reducerea lungimi cursei creste frecventa curselor , care poate sa ajunga la n_c=100/min.

Acest tip de presa este raspandit in sctiile de deformare plastica , in special pentru operatile de forjare libera.